时间:2022-06-02 02:54:27
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近年来,由于教学改革,分析化学课时逐渐减少,教师由于教学内容多、课时少,往往采用满堂灌教学,学生很少参与到教学过程中来,无法发挥学生学习的主观能动性;大部分教师上课照本宣科,教学内容枯燥,远离现实生活,无法激发学生的学习兴趣.近几年,由于江苏省高考制度的改革,化学不再是高考的必考科目.据调查,目前我们院很多化学专业的学生在高考时都没有选化学作为考试科目.他们在高二小高考结束之后便完全不接触化学课程,导致很多学生化学基础薄弱,知识结构不完整,甚至出现了化学知识断层,因此,他们在学习过程中对化学课程无从下手.同时,分析化学是一门实践性很强的学科,而现阶段大部分学校的理论教学和实践教学是分开进行的,学生很难将理论知识融入到实践中,教学耗时费力,教学效果却不佳.现在的实验课基本上是由实验员准备妥当,教师在实验课上先讲一遍实验步骤、注意事项等,学生只需照着实验步骤做一遍,至于为什么这么做学生很少思考,这种教学模式很难激发学生的积极性和创造性,甚至无法培养学生分析和解决实际问题的能力,导致到做毕业设计和毕业论文时,部分学生对于导师选定的课题根本无法独立完成,更无法满足用人单位对于学生的实际需求.因此,如何发挥学生学习的主观能动性,激发学生的学习兴趣,培养学生分析解决实际问题的能力,进一步培养学生的创新和创造能力是急需探讨和解决的问题.
2提高教学质量的思考和建议
2.1贴近生活,激发学生学习兴趣
由于分析化学涉及的内容范围较广,知识零散,如果教师在课堂上只是照本宣科,机械地讲解一些基本原理和方法,远离实际生活和生产实践,容易使学生觉得该课程难以致用、枯燥乏味,很难激发学生的学习兴趣.例如,在绪论课的授课过程中,如果教师只是平淡地介绍分析化学课程的定义、性质、分类、任务等,会让学生觉得整个课程枯燥、乏味,感受不到学习该门课程的实际用处,难以提升兴趣.如果教师适当融入现实事例进行介绍分析,如食品安全领域苏丹红事件,三聚氰胺事件等;环境领域水质、空气污染等监测问题,学生将通过身边发生的事例体会到该课程的重要性和实用性,远比教师多次口头强调该课程的重要程度、考试的严格程度更容易激发学生的学习兴趣.在实验教学中,我们为了使学生更加充分理解、牢固掌握和灵活运用分析化学的理论知识,在实验项目上进行了一定的调整,设定了一些趣味性强且贴近实际生活的实验项目.如“食醋中有机酸含量的测定”、“方山地区自来水硬度的测定”等实验.在自来水硬度的测定实验中,可以先向学生介绍水的硬度包括暂时硬度和永久硬度,暂时硬度可以通过加热煮沸来消除,而永久硬度却无法消除,而饮用硬度超标的水会影响人体的健康.如果硬度过大,饮用后对人体健康和日常生活有一定的影响,如:用硬水烹调鱼肉、蔬菜,就会因不易煮熟而破坏或降低营养价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低,而且会影响豆腐的营养成分等.[1]随后即让学生利用络合滴定法来测定自来水的硬度,看其硬度是否超标.这些实验内容与现实生活中大家较为关注的问题密切相关,既能激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性,又能使学生认识到理论到实践其实就是一步之遥.
2.2巧妙设疑,引导学生开展讨论
传统的分析化学授课方式通常采用的是填鸭式教学方式,这种讲授法有其自身的优点,比如该方法便于在较短时间内让学生获得大量的系统知识,然而这种方法实际教学效果并不理想,学生在这种教学方式中处于被动的学习状态,根本无法充分发挥学生的学习主动性和积极性,教师也难以及时获得学生的反馈信息,因此教师可以根据不同的教学内容、学生情况等,灵活组合不同的教学方式,如启发式、讨论式、探究式等注重师生互动的多样化教学方式,可以充分发挥学生在教学活动中的主导地位,激发学生的学习积极性.[2]例如,在《分析化学》第三章“滴定分析概述”的教学内容中,几乎全是抽象的概念、定义等,如:标准溶液、基准物质等,在往年的教学过程中,笔者采用的是传统的讲授法,向学生一一讲授相关定义和原理,但这种教学效果并不理想,学生对一些基本定义和原理的理解并不透彻.在今年的教学过程中,笔者摒弃了以往的教学方式,没有像以往一样唱“独角戏”,而是通过巧妙设疑,和学生展开了积极的讨论互动.通过提问,学生经过思考,适当的时候教师加以点拨,学生将会自己得出一些定义和概念,有效地加深了学生对所学知识的理解,激发了学生解决问题的积极性,同时锻炼了学生的创新思维能力.如先向学生提出问题1:“如何测量某种酸的浓度?在早期没有现代的测量手段时是如何完成的?”可以先启发学生酸会有什么样的性质,学生经过思考会指出酸会使某些物质变色,酸会腐蚀金属,通过观察酸对金属的腐蚀程度来确定酸的浓度.但这只是对酸进行了定性分析,而我们分析化学的主要任务是进行定量分析.若要知道酸确定的浓度,我们必须找到更准确的方法.假定有一种标准碱,这时学生会想到酸碱会发生反应,但是采用什么样的方式进行反应呢?紧接着要解决这个随之而来的问题,如果只是把两种物质进行简单地混合,这样产生的误差会很大,学生会自然地想到采用“滴定”的方式.这时引入问题3:“如何确定反应终点?”可以和学生一起回忆以前学过的一些反应,有的反应会有颜色的变化,通过颜色的变化来确认终点,有的反应会有沉淀和气体生成,可以通过观察实验现象来确定反应的终点,而有的反应没有任何实验现象,如酸碱反应“氢氧化钠和盐酸反应”,这样的反应又如何确定终点呢.这时可以启发学生,在酸碱滴定过程中会有哪个物理量发生变化,学生会想到溶液的pH值,这时可以提出在《无机化学》中用过的酸碱指示剂如:酚酞、甲基橙等为什么可以指示酸碱反应的终点?学生通过思考会想到酚酞、甲基橙等这些酸碱指示剂的颜色会随着溶液pH的改变而发生变化,这样就得出了酸碱指示剂的变色原理.在整个章节的教学过程中都贯穿了提问、思考、启发、得出结论这样一个过程,整堂课气氛活跃、讨论热烈,学生积极主动地参与到了教学过程中,同时通过自己思考、总结,对整个概念和原理的理解更加透彻.这样的教学方式,不仅教学效果良好,同时也培养了学生分析和解决问题的能力,在接下来几章具体的滴定分析的学习过程中,学生都采用类似的思维思考和解决问题,教学效果得到了极大地改善.
2.3理实一体,培养学生分析解决问题能力
分析化学是一门实践性很强的学科,分析化学实验教学是分析化学教学的重中之重.目前,我们的学时安排为理论课程50课时,实验教学56课时,虽然实践技能训练在教学时间中占有不小的比例,但分析化学理论教学和实验教学是分开进行的,同时开设《分析化学》和《分析化学实验》,这样课程设置有优势,但也有许多不足.[3]首先,理论课程和实验课程是由不同的教师担任的,不利于教师对学生在理论课和实验课学习中的全方位把握;其次,容易出现理论课和实验课衔接问题,导致某些知识点重复讲、漏讲等问题;时间和空间的转换也使学生难以将理论融合在实践中,特别是这学期的教学进度安排,有的实验在理论授课之前进行,学生对所用原理一知半解,只是重复实验步骤,得出简单的结论,这样的教学方式耗时费力,教学效果却不如人意.同时,在这两年的实验教学过程中发现,学生不重视实验,没有主动性,虽然会要求学生预习并写预习报告,但多数学生只是把有关内容抄到报告上面,很少去思考为什么用该试剂,为什么称取这么多,用什么精度的天平称取,为什么用该种指示剂等等,而且在实验项目进行之前,实验课教师为实验做的准备工作过多,学生甚至不知道一些药品如何配制,学生在实验课上只是按照标准的程序进行验证,可对为什么那样做却不甚了解.如果可以将理论和实验统筹安排,在理论知识的讲解过程中,适当地融入实验项目,穿插提问实验中可能会遇到的问题,让学生思考,并布置学生对所要进行的实验项目进行预习.理论授课后,学生经过短暂的思路整理随即进入实验室,针对讲解用实验来验证理论,这样的安排有利于强化学生对于理论的掌握、对现象的记忆和对操作的熟悉.如果能实现同堂教学,将相关理论和实训技能放置在同一教学单元中进行,在授课的过程当中可以随时停下来观察实验现象,或是对实验过程中出现的问题随时进行分析和讲解,在学生最想弄明白问题的时候引导学生去思考,并利用所学的理论知识给出合理的解释,教师和学生处于整体性教学区域中,教师边教边做,学生边做边学,这样将会解决理论和实践脱节,教与学脱节的问题.[3]在同堂化教学中,也可以把一些传统的验证性实验改为简单的设计性实验,实验时设置一系列问题由学生回答,比如“氢氧化钠标准溶液的配制与标定”实验中,可以先向学生提出一系列问题,如氢氧化钠标准溶液可不可以采用直接法配制?称取氢氧化钠应该用什么精度的天平?可以利用哪些基准物质来标定氢氧化钠溶液?称取基准物质的质量范围应该如何确定,又采用什么精度的天平进行称量?学生通过对这些问题进行思考、总结、讨论和交流即会整理出一份完整的实验方案,这样将会达到事半功倍的效果,同时将会培养学生思考、分析问题和解决问题的能力,可以促进学生的个性化发展,更有利于培养学生的学习能力、实践能力和创新能力.
2.4融入科研,培养学生的创新能力
随着交叉学科的发展,分析化学与环境科学、食品科学、材料科学、生命科学的联系变得越来越紧密.现代分析化学的使命已由单纯提供分析数据,发展到提供更全面的信息和知识,以解决其他学科提出的新任务.所以教师在阐明经典分析理论和方法的同时,要根据分析化学发展动态,及时更新教学内容,把本学科发展前沿的新知识、发展动态融入到教学中,引入各个领域中分析化学的新进展和新成果,使得分析化学和分析化学实验这两门基础课不再局限于简单的“基础”,而是让学生明确自己专业学科的方向和未来.通过在教学中不断渗透前沿学科,不仅使分析化学教育富有生命力、感染力和时代感,而且也激发了学生的学习热情,培养了学生的科学素养和创新能力.[4]对于有科研项目的教师,可以让学生适当地参与到自身的科研项目中.教师可将自己的课题分解成若干子任务,详细给学生介绍课题背景,讲解要解决的问题和预期效果,引导学生查阅相关文献,并鼓励学生设计实验方案,在课余时间和假期耐心指导实验,这样不仅可以提高学生的综合能力,还能培养学生实验计划的组织能力,为学生将来从事科研工作打下扎实的基础.在分析化学教学中开展科研实践,有利于提高学生的学习积极性,从而提高教学质量;让学生参加必要的科研活动,亲自参与科研实践,可使学生通过科研实践把抽象的理论知识具体化,有利于理论联系实际,培养学生获取知识、应用知识、创造知识的能力;有利于扩大学生的知识面,培养学生的创新能力.学生在科研实践中将会养成严谨求实的科学作风和不断进取、不断探索的精神,学生所必需的基本技能和素质、动手能力、创新能力等得到强化,知识面不断扩大,分析问题和解决问题的能力得到明显提高.
3结语
现行九年义务教育小学教材,尤其是地方自编教材,不难发现这样一些问题:一是内容重复;二是部分内容脱离生活实际;三是部分不教即会的生活基本技能内容多余。潍城区经过充分调查论证,本着既维护教材的系统性,又符合素质教育需求、减轻学生课业负担的原则,对小学思品、劳动、自然、社会、健康教育等教材的有关内容进行了合理删并,并将有关课程进行了适当调整。这项改革干1997年在永安路小学开展了试点,1999年3月在全区推开。他们的做法如下。
一、调整教材。一、二年级取消劳动课。该段只保留教材中有利于培养学生动手能力的小部分篇目,调到三、四年级学习。
删减合并重复或简单的教学内容。对同学科教材简单的内容,按照大小课时间进行合并。对教材中学生在日常生活中能够学会的内容及脱离生产和生活实际的知识,进行了较大程度的删减,并将这部分知识列入学生自学范畴和考察内容。
二、安排大、小课。在保证完成教学任务的前提下,一是压缩部分小学科目的学时。将删减后的自然和劳动合占一个课时,社会与健康教育合占一个课时,每学期上完自然、社会,再上劳动、健康教育,缩短教师授课时间,既解决教师备课繁重的困扰,又有利于提高课堂效益、提高教育教学质量。二是实行大课与小课相结合的方式。大课40分钟,小课30分钟,每天安排7节课(其中大课3节,小课4节)。既不超出小学生每天在校时间6小时的规定,又使每周课时量由原来的30节扩为35节。一、二、五、六年级每周增加了7节小课,三、四年级每周增加了6节小课,满足了英语、计算机、创造教育等增设科目的教学需要。每周还设两节体育活动课。
关键词:情境---探究模式,信息技术,学科课程,整合
目前将信息技术与课程整合的模式根据利用方式的不同,可将分为三种基本方式:
①L-aboutIT方式:把信息技术作为学习对象
②L-fromIT方式:把信息技术作为教师教学辅助工具
③L-withIT方式:把信息技术作为学生学习的认知工具
在中学范围内大多是把信息技术作为教师教学辅助工具,应用的模式为“情境----探究”模式,基于课堂的“情境----探究”教学模式包括创设问题情境(思考、讨论、形成创意)、实践探索、意义建构、自我评价几个基本环节。这种模式适用于课堂多媒体教学环境。教师利用信息技术手段,根据教学要求和学生的认知发展水平,创设一定的教学情境,以引起学习者对问题的思考。在充分思考的基础上,借助一定的学习资料,形成创新性问题的解决思路,并在实践中探索问题解决的具体方法,最终实现问题解决.在问题解决过程中,学习者对问题的理解和解决方法会形成自己的独特见解,从而达到建构主义理论所要求的对知识学习的自我意义建构。最后一个环节是学习者对问题解决过程进行自我评价,发现不足与成效,以便在后续问题中改进与提高。笔者根据自己对信息技术与学科课程整合方法的理解、对信息技术的掌握和化学学科课程教材的分析,在进行“原电池的原理及其应用”教学中应用“情境----探究”模式巧妙地将信息技术与化学课程进行整合。下面介绍一下整合时“情境----探究”模式的具体运用。
笔者采用powerpoint为基准,在某些内容处插入影片和声音等解决了传统教学的一些问题。在引入这一课题时用一张画面情境让学生观察画面,然后讲述图片背后的故事。故事的内容为:在伦敦上流社会,有一位贵族夫人格林太太,幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来,她又因为车祸掉了一颗牙,为了显示她的富有,她装了一颗黄金假牙。自此以后,她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是,众多的医学专家为她检查后,都找不到病因,这位夫人整日感到精神萎靡,找遍各大医院会诊也不见效果。后来是一位化学家为她开出了一张处方解除了痛苦。这是一张什么样的处方呢?它是世界上绝无仅有的处方……
在学生进入了以上的画面情境和故事情境时就会思考一些与这堂课的内容相关的一些问题----这位贵族夫人为什么有这样的病症呢?此时他们的思考可能非常的不成熟,很急切的想知道为什么?这时教师再进入主题。在教材一开始有一个演示实验,这个实验最好是教师和学生一起完成,教师在实物投影仪上演示,学生可以分组进行,这样学生的动手能力得到提高,同时调动了课堂气氛,调动了学生的积极性。这是传统教学的优势,多媒体教学并不能完全代替传统教学,一些化学演示实验原则上只要无污染的都应该在课堂上演示,而不能通过课件演示,因为这样是达不到效果的。我们只是利用多媒体这种教学手段来辅助教学。在讲述原电池原理这一重难点时,采用了一个用flash制作的动画,动画的主题是锌铜—硫酸原电池的微观反应原理。
(学生观察第一幅画面后根据预习的情况、课外资料的搜索及教师的引导思考若电路闭合可能会出现什么样的情境?)
动画体现的变化在于:电路从开路到闭合发生了本质的变化,前者没有什么反应发生,而闭合后,可以从动画中显示电路中的电流表指针发生偏转,说明有电流通过,不难得出结论是锌片有电子流向铜片,有两个电子流向时同时游离一个锌离子,铜片上则有两个氢离子得到电子形成氢分子。学生通过动画看到了原电池的微观反应,印象深刻,加深了对原电池原理这一重难点的理解,达到了很好的课堂效果,这是传统教学中无法比拟的。同时学生还可以根据最初自己思考的现象和实际的情况进行比较,得出自己在哪部分还有欠缺即对自己进行评价,教师也在此对学生进行评价。又如在介绍酯化反应时可以用flash制作乙酸和乙醇的分子模型,用动画演示反应的微观变化后,从反应物渐变到产物乙酸乙酯和水的过程可以使学生加深对酯化反应原理的理解,在介绍酯化反应的实质时可以先让学生思考这两种反应物是如何脱水的,学生根据自己对两种反应物的结构判断可得出初步的结论。待思考后再观看另一个动画,其实就是在前一动画的基础上将乙醇中的O原子换为另一种颜色代表O-18,其他的内容不变,在播放动画过程中引导学生观察O-18的目的产物,学生很容易看出“酸脱羟基醇脱氢”这一实质。这样我们就充分利用了信息技术使学生获得了比传统教学中的更好的学习效果,同时学生的思维也得到了启发。
在介绍形成原电池的条件这一部分时,则可以设计实验情境,用画图软件设计几个实验装置图,让学生根据装置图进行实验探索,得出形成原电池的条件,学生在这种探索过程中得到了实践,并在内心形成自己的一些观点。这也充分利用了实验探索手段来代替传统教学中的枯燥的文字叙述,学生通过用电流计测定很容易得出形成原电池的条件更主要的是学生在这种教师创设的实验中有所收获,学生可以评价自己,看自己能否很好的进入教师创设的情境,教师也可以评价学生如实验的操作是否规范等。
在学习了原电池的原理和形成条件后再让学生思考那位贵族妇人为何出现病症,这时学生很容易根据原电池的原理解释,还可以开出一张有效的“处方”。在这个过程中学生通过自主的思考学习解决了课题引入时情境中的问题。
人类以其科学技术改造自然,推动社会进步,但同时却给自身带来环境污染的不幸.近代屡屡发生的公害事件终于使人们承认了这一事实,并发现化学品造成的环境污染最为严重.治理已发生的污染固然重要,而根本大计还在防患于未然,要使人们在建设的同时考虑到环境的影响,树立“环境意识”.可见,在中学向学生介绍有关环境化学与防止环境污染的知识是非常必要的.
1加强中学生环境化学教育的重要性
我国属于发展中国家,改革开放以来,乡镇企业异军突起,在带来巨大的经济效益的同时,也给我国广大农村这块净土带来了新的环境污染和劳动保护问题.“八五”期间报道,当时我国大气污染程度已相当于世界发达国家50~60年代污染最严重时期,每年的排尘量为2300万吨,年排放SO2量达14610万吨.到本世纪末,燃烧煤和机动车辆排放出的废气将对大气造成更为严重的污染.面对如此严峻的形势,若不加强环境管理,让不断增加的工业“三废”继续污染环境、破坏生态平衡,就会给我国社会主义建设、经济发展造成严重的后果.所以对全民族进行环境、生态知识的宣传教育是不可缺少的,务必从中学教育抓起.
2结合化学教学对学生开展环境化学教育
2.1通过课堂教育把环境保护作为小公民自觉行动
环境化学重要内容之一,是研究化学污染物在环境中的变化规律,即在原子、分子的水平上用物理化学等方法去研究环境中化学污染物的来源、迁移、转化过程中的化学行为,以及反应机制、积累和归宿等.由于我国公民环境意识较差,这和日趋严重的环境问题是不相适应的.要提高全民的环保意识,使保护环境成为每个公民的自觉行动,首先就要从学生做起,从课堂做起.当学生在做制取Cl2,NO2,H2S等有毒气体实验时,应强调学生注意对制取气体装置气密性的检查、化学药品用量的适当(尽量采用微量,只要达到实验效果明显即可)、以及设计吸收尾气的装置等.实验完毕,还应将废液集中倒入废液缸中,可回收的尽量回收,以养成保护环境的良好习惯.
2.2通过实验开展环境化学知识教育
中学教育目的之一,就是为社会造就合格的后备劳动者.中学化学教育对环境科学的学习将起着启蒙作用,应很好地利用这门实践性很强的学科,通过实验使学生掌握一定的环保知识.中学实验室的污染源多,国家提出居民区大气中的有毒物质有21种,中学化学实验室里就有14种.例如,制取溴苯实验过程中逸出的臭味是溴蒸气,它既污染了教室环境又严重地影响了师生的身体健康.针对这一问题,利用所学知识引导学生认真分析,找出原因是制取溴苯的装置不够严密,因此在反应过程中逸出的Br2通过长玻璃管时不可能完全被冷凝成液体,因而会从导管口逸出.要避免实验中Br2的逸出,就应设法改进实验装置,使整个涉及Br2的反应过程在一个密闭系统内进行,即将反应安排在“Y”形管内进行.在反应装置和HBr气体的吸收装置间串联一个洗气瓶,内装四氯化碳以吸收气体中的Br2.
3理论联系实际提高学生学习环保知识的认识
3.1从人类与大自然的协调中激发学生的学习积极性
新的《化学教学大纲》明确指出:“在教学过程中要十分注意联系实际,以使学生更好地掌握所学的知识和技能,以及这些知识和技能在工农业生产、第三产业、科学技术和日常生活的应用.随着科学技术的发展,联系实际的教学内容应有所增加,可以充实包括环境保护、新内容、新能源、海洋、卫生保舰食品等方面内容,但应限于有关的化学基础知识范围之内”.可见,环境化学基础理论知识和原理的学习是十分重要的,并应着重于理论联系实际和基础知识面的扩展上.要以地球化学知识为基储生态系统中物质循环和能量流动为线索,讲授空气、水体、土壤、森林、植物与人类的关系,展示好的生态小环境和污染严重区的对比,简明介绍当今世界关注的环境问题,以讲座、竞赛等形式让学生提高认识,使学生深切地感到环境化学就在自己身边.
3.2针对温室效应引导学生分析此类生态问题
运用学生所获得的知识,引导分析“温室效应”,使他们了解到由于大气层CO2浓度逐年上升,太阳能辐射的一部分——地球红外辐射热不能透过大气层,因而造成“温室效应”,使地球表面升温、冰川溶化,直接影响着现代文明社会发展的情况.以提高对控制“温室效应”等生态问题的认识.还应让学生通过讨论分析得出人类必须控制战争和固体废物燃烧、大力发展森林等结论,以利于生态环境的改善.
3.3结合现有法律法规的宣传加深学生对环保意义的认识
组织学生参加环保法律法规的宣传,利用3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日,取得当地环保、水保、森保等部门的支持,让学生们在宣传中了解我国有关这方面的规定和常识,以提高学生在环境管理环境文化方面的认识.超级秘书网
3.4结合第二课堂教学提高学生的学习兴趣
利用节假日、夏令营,组织学生对当地自然保护区、生态保护区、水土保护区和环境污染区等进行实地考查,使他们认识到人与气温、气候、空气、谷物增产、水土流失、森林砍伐及环境保护等都存在着密切关系.通过现场对比,丰富学生环境方面的知识,结合已学的知识,开展有关环境污染与保护知识的问答.例如,酸雨是如何形成的?造成大气污染的主要物质是什么?防治途径如何?等等.以提高学生的学习兴趣,并为今后工作奠定良好的环保基础.
关键词:化学课程改革课程标准效率探究
我省普通高中课程改革已进入实施阶段。在新课改课堂教学的实践中,主要出现以下问题:由于课时不足,三维目标的交融、渗透、落实不够;探究教学低效,学生缺乏问题意识;习题处理时间安排不恰当等等。要解决这些实际问题,关键在于如何提高化学课堂教学的效率。我认为应从以下几个方面着手:
一、准确把握课堂标准,控制教材的深度和广度,提升课堂教学的有效性和针对性
新教材在形式和内容上都发生了重大变化,为教师提供了更为广阔的发展空间。教师要依据新课程标准对教学内容的深度和广度的把握、内容学习的具体标准等能给予明确的指导,结合学校的条件、学生的实际情况和自身的教学特点,灵活处理教材、用好各个栏目,对课程内容做出“校本化”、“生本化”的处理,通过改变教学方式去引导学生改变学习方式。如我在讲化学方程式时发现班里很多学生经常写错。于是我改变了以往单纯讲解的教法,先让他们复习了需要掌握的方程式的写法,然后把他们常错的方程式的错题照抄了下来。这是我若无其事地在教室里走动。不一会儿,我就听有的学生开始提出疑问了:“老师的方程式好像写得不对啊。”我假装没有听见,一位学生终于坐不住了,他站起来说:“老师,你的反应条件加错了。”我微笑着说:“你看,人非圣贤,老师也出错了。请你帮老师改正过来吧!”他得意洋洋地把错误改掉了。于是,学生纷纷指出黑板上方程式的错误,并改正了过来。这一节课,全班同学都积极地参与了进来。由于我把本节课要讲的内容进行了“生本化”的处理,所以起到了很好的效果。
二、课堂教学中,教师要把重点放在主干知识与核心概念的教学上
1.精心创设情境,激发学生学习热情,巧妙设计问题,有效地突破教学的重点及难点。如我在讲授《硝酸及其应用》一课时,先出示了一个新闻图片——因硝酸泄漏而导致的重伤,并指出本次事故是由于操作人员不懂硝酸的性质所致。由此悲惨的情境导入,立刻激起学生强烈的求知欲,促使学生专心听课,积极思维,寻求问题的答案,力避在今后的生活中再发生此类悲剧。在教师的引导下,学生围绕提出的问题,通过讨论交流、合作学习,设计出探究性的实验方案,并用实验验证了结论,从而牢固地掌握了硝酸的化学性质。
2.锁定核心内容,有效探究学习。高中课程改革提倡以探究学习为主的多种教学方式。开展探究学习对于培养学生科学素养具有综合优势。但是探究教学是需要时间的,在教学课时有限的情况下,我们就需要围绕核心内容进行有效探究。
例如在《化学2(必修)》中《化学反应速率与限度》的教学中,筛选教材中的有内容,锁定最核心的“反应速率与限度”问题加以探究。设想影响化学反应速率的可能因素并让学生实施此实验,解决如下问题:“化学反应速率与哪些因素有关?这些因素对化学反应速率会产生怎样的影响?”此问题的探究还可以采用分组与讨论相结合的方式进行。
三、提高化学课堂效率还要讲练结合,精讲多练
多做练习是巩固课堂教学必不可少的重要环节。课堂上习题选择要有典型性,既要精当,又要有丰富内涵。教师除了注重习题结果之外,还要注重组题方式和对知识点的考查,力求让学生能够通过训练让学生掌握规律,达到举一反三的目的。如我在讲授完《燃烧及其利用》一节后,结合实际给学生们出了两道题。
1.以下四种灭火方法不恰当的是()。
A.图书档案起火,用二氧化碳灭火器扑灭。
B.不小心打翻了酒精灯起火,我们应该立即用湿抹布扑灭。
C.石油油井着火,我们可以用大量水浇灭。
D.炒菜时油锅中的油着火,我们可以用锅盖盖灭。
2.在某地的一次大型火灾中,消防官兵扑灭了本次特大森林火灾。开辟防火带(用于防火的通道)是灭火的重要措施之一,那么在树林中间开辟防火带的主要目的是()。
A.将可燃物与火源隔离
B.便于消防人员快速通行
C.降低可燃物的着火点
D.减少可燃物与空气的接触面积
对医学生物化学课程进行基础学习,就必须对医学生物化学课程的基本理论、基本知识以及基本技能进行全方面的学习,对教学内容进行完善,在刚开始的教学中,应该将基本课程内容作为教学内容,然后通过一段时间的教学之后,将教学内容逐渐进行难度提升,循序渐进的教学方法,可以避免学生在学习的过程中出现学习障碍。在医学生物化学课程的教学过程中还应该通过科学的教育手段,对学生进行基础知识的培养,促使学生建立良好的学习目标,对学生的综合素质进行全面教育,对医学知识适当的进行学习。在进行生物化学实验的时候,教师应该在旁边进行严格指导,在医学生物化学课程教学的整个过程中,教师应该对于教学步骤进行严格规定,认真备课、严格教学、耐心辅助、全面改正、严格考试,从这几个方面对学生的学习进行管理。只有这样才能够使得学生拥有比较坚实的学习基础,为后期医学生物化学教学给予支持。教师还将自身的教学方法与时俱进,通过校园网、微信以及QQ、邮箱等形式积极开展师生课后交流互动,及时教学信息和背景知识提醒,通过课后习题及其批阅及时了解学生对相关知识的理解,并合理调整教学节奏和教学重点,力求在第一时间对学生的专业知识进行查漏补缺。
2对教学手段进行创新,培养学生想象能力
伴随着我国高新技术的不断发展,医学生物化学方面的技术也在不断更新,所以医学生物化学教学的手段也应该进行创新,对学生想象能力进行有效的提升,只有这样才能让学生对医学生物化学相关理论知识以及动手能力能够与时俱进。教师可以利用多媒体教学对教学手段进行创新,将医学生物化学课程内容进行优化,将它们给予多彩的表现形式,对教学结构进行完善,这样能够充分的满足学生们对于医学生物化学的好奇心,提升学生们在一定时间内接受知识的速度,使学生对于医学生物化学产生浓厚的学习兴趣。多媒体教学不仅仅能够让学生对生物化学比较先进的知识进行了解,还会有更多的机会参与到具体的实践过程中。教学手段进行了创新,那么对于学生的学习也有了比较全面的要求,这个时候就必须要求学生们充分发挥自身的想象能力,对医学生物化学知识点进行想象创新,比如酶的诱导契合学中,通过多媒体手段进行图片以及动画信息的传递,学生在观看了相关多媒体信息之后,可以通过自身的想象力对酶的实际形态进行联想,可以加深学生对于酶相关知识的认识程度。在实验技能教学实践中,如蛋白质组学研究、几种电泳、层析方法的区别与实践等一些微观、抽象、机理复杂,难以重复,实验难度高,成本大,难以实地、实景、实体操作训练和无法示教的教学内容,可以运用计算机模拟实验教学环境,使学习者仿佛身临其境,既节约成本,又提高教学效率。
3突破教学难点,重视学生课后复习
在对医学生物化学课程进行课堂教学的时候,教师应该对教学大纲进行了解,然后根据自身实力以及学生们对于知识点的掌握程度,进行教学难点的剖析,对学生在学习过程中所遇到的教学问题进行明确化。教师在进行难点教学的时候,应该对难点进行层次分析,从简至繁,逐渐的加深教学程度。学生们的学习时间有限,所以教师应该重视学生们的课后复习,在课程结束之后,布置一定数量的课后习题,但是学生对于这种布置很是反感,教师必须对习题进行选择,尽量挑选一些趣味性比较强,但是理解程度又不深的题目,让学生在进行问题解答的时候不会产生抵触心理,甚至会主动对问题进行探索,这样既可以加深学生们对于问题的理解程度,还可以调动学生的学习积极性,那么学生的学习成绩自然就会有所上升。医学生物化学课程教学内容很是丰富,所以必须要求教师对难点进行准确把握,只有在教学过程中重视学生的课后复习,才能避免学生出现知识点认识模糊的现象发生。然后再加上课堂上教师大方的举止、幽默的语言和活跃的课堂气氛,定能收到良好的教学效果,从而逐渐改变生化教师难教、学生难学的不利局面。
4对理论知识和实践知识分开教学
医学生物化学课程由于涉及到的教学内容繁多,分子结构复杂,且物质代谢变化多样,所以学生们对于这些知识点认识不够彻底也是比较常见的,加上还有繁重的实践知识,导致学生对于理论知识以及实践知识的接受程度不佳,所以必须将理论知识和实践知识分别进行教学,这样才能获得良好的教学效果。对医学生物化学中繁多的理论知识,应该进行分类,在对生物大分子进行结构以及功能学习的时候,可以从分子的角度上进行分析,将发病机理进行总结,并且以营养学的角度进行饮食调节。对于比较抽象的理论知识,可以通过将抽象的知识进行具体化,联系实际情况进行知识分析,让学生能够对理论知识进行认识。而对医学生物化学中的实践知识,教师首选需要对学生的基础实验能力进行训练,然后对学生的综合性实验操作能力进行提升。对于生物化学实验可以对半分为基础实验以及综合技能实验两大模块。通过综合性实验将生化基础知识串联起来,培养学生基本操作的相互衔接,锻炼综合操作技能,提高学生分析问题、解决问题的能力,并能对生化化验单做出基本的评价,体现学生对生化知识的应用能力。
5结语
1.1实验教学要有利于学生对所学的基础理论知识的巩固和深化
“地球化学”课程讲授的内容主要体现在元素的量、质、动,即元素在各地质体系中的含量与分布,元素的地球化学性质以及其行为演化。在以往有关第一章“元素的量”的教学中,仅以课堂讲授为主,无相关实践教学,造成教学与实践的脱节,不利于知识的巩固和深化。针对这一问题,本次改革依据本章的知识特点设计了相应的实验教学内容,增加了一个课下实习项目,构建了实验教学体系中基础知识训练模块。
1.2实验教学要有利于学生专业技能的培养
实践教学在专业人才培养中具有特殊重要的地位,进行实践教学的改革和创新是办出特色专业核心所在。地球化学的专业技能主要体现在:基本地球化学相图的识别及绘制;微量元素数据的处理及分析;同位素数据的处理以及地质体年龄的计算。此外,为满足地震监测行业的需要,学生还应掌握水质分析以及地下水及土壤中某些元素的测量方法。在以往的教学中,因课时及实验设备有限,未能开出相应的实验项目,不利于学生相关技能的培养,也无法满足地震行业对学生的需求。针对这一现状,实验教师先后设计了相关的实验项目,构建了实验教学体系中专业观测技能训练模块。不仅如此,结合实验室新购置的部分仪器,我们还开出了部分与地震监测有关的实验项目,考虑到地球化学学时有限,这些实验项目并不强制开出,而是可让学生自由选做并在课下完成。如此不仅为那些准备投身地震行业的学生提供了实验机会,也适应了地球化学课程目前的学时特点。
1.3实验教学要有利于学生综合能力的培养
随着教学改革的不断深入和发展,学生综合实践能力的培养逐渐成为教学改革的重要内容之一,如何搞好实验教学,使其成为培养学生综合素质的阵地,是我们亟待解决的问题。学习“地球化学”课程的最终目的,就是可以用“见微知著”的地球化学思维去分析并解决所遇到的地质问题。这是学生综合能力的体现,需要学生利用所学的基础理论及基本技能对相关问题或数据进行处理及分析。在综合能力培养环节,单凭课上的讲授是远远不够的,在此基础上还要借助教师科研带动、学生创新项目申请及毕业设计等环节使学生的综合能力得到培养和锻炼。目前,已有一批学生参与到我教研室老师的“断裂带气氡、气汞的动态监测”的科研项目中,从实验设计到野外采样再到数据处理,学生在全程参与的过程中综合能力得到了极大的锻炼。总之,依托教师科研项目、学生创新项目以及毕业设计等环节构建了课程实验教学体系中综合能力训练模块。
2地球化学课程实验教学建设的内容
根据上述实验教学建设思路,在地球化学理论教学的基础上,增加了实验项目、优化了实验内容,形成了由基础知识训练、专业观测技能训练和综合能力训练三大模块组成的系统的实验教学体系。实验教学内容包含基础理论实验项目、技能操作实验项目和综合分析实验项目。
2.1基础知识训练模块———基础理论实验
该实验教学环节主要的实习内容是地球、地壳或其他地质体中化学元素的分布和分配。实际上反映了元素“量”的概念。要求学生亲自去图书馆查阅和搜集第一手数据和资料,然后通过小组讨论写出实习报告,最后在课堂上交流与讨论。本项目的实习收到了很好的效果,学生搜集了大量的资料包括太阳系、月球及各类陨石的元素丰度,地球、地核、上下地幔及地壳的元素丰度,大洋地壳、大陆地壳、台盾区地壳及褶皱区地壳的元素丰度及岩浆岩、沉积岩、河水及海水的元素丰度等等,并分小组进行了绘图制表和归纳总结。学生们深刻体会到,元素分布量实际上体现了质量作用定律对地质作用过程中元素分布、分配以及演化作用的制约,具有重要的地质意义。
2.2专业观测技能训练模块———技能操作实验
该实验教学环节主要由7个实验项目组成,其中有3个实验项目分别针对地球化学课程中“元素的地球化学迁移”、“微量元素地球化学”及“同位素地球化学”等章节中基本技能的训练。其余4个实验项目则是针对地震监测能力的培养所开出的可供学生选做的实验项目。“相图绘制、配分模式图绘制及等时线年龄计算”等实验项目,使学生掌握了根据地球化学数据绘制相应图件并进行简要分析的基本技能;“饱和汞蒸气汞量测定”的实验,使学生掌握了地震系统广泛使用的数字测汞仪的工作原理及操作方法,初步获得了在地震台从事水化学监测项目的基本能力。
2.3综合能力训练模块———综合分析实验
该实验环节是依托教师科研项目、学生创新项目以及毕业设计等开发出的综合性实验项目。实验内容也是根据上述项目的内容在不断增加并完善当中。其主要目的是使学生能够对原始的地球化学数据进行相应的处理,并能够结合地质背景,样品描述等对数据处理的结果进行分析,进而阐明相应的地质问题。通过此模块的实验教学可以提高学生综合运用所学知识分析、处理问题的能力。
3地球化学课程实验教学建设的方法
课堂教学是一个有多种层次结构的复杂的系统,存在着3种重要的结构:教材的知识能力结构、学生的认知结构和课堂的教学结构。教材的知识能力结构是学习和形成学生的认知结构的必要前提,课堂的教学结构则是促进教材的知识能力结构向学生的认知结构转化的中介和动力。只有当3种结构形成协调统一、和谐一致的关系时,才能获得最佳教学效果。由于这3种结构具有相对独立性,相互之间处在错综复杂的矛盾之中,教学时,3种结构很容易出现脱节和失调现象,会给教学带来不可低估的不利影响。现就高中化学新课标课堂结构的失调原因及协调策略作一粗浅的分析。
1化学课堂结构的失调原因
造成3种结构失调的原因很多,概括起来主要有以下3类。
1.1对教材的知识结构和能力结构把握不准
新课标化学教材虽然有3个不同的版本(即人教版、山东科技版、苏教版),但都是依据课程标准,综合考虑“知识的逻辑顺序”、“学生的认知顺序”、“学生的心理发展顺序”而编排的,基础理论知识、元素化合物知识、化学计算和化学实验知识及研究和学习化学学科的基本方法和对学生情感态度价值观的培养等,都采用穿插式或镶嵌式交织在一起。这就要求任课教师要深入研究教材,打破章节顺序,从化学学科本身的知识结构角度和化学学科研究的过程与方法上把握教材的知识结构并应用于课堂教学中。而做到这一点对于部分教师来讲是有一定难度的。
首先,难以把握新课标教材内容潜在的心理意义,不能挖掘教材前后知识间及方法间的逻辑关系。把握不好教材内容的潜在心理意义,就无法给学生呈现一个整体的、系统的知识结构;挖掘不出教材前后知识间及方法间的逻辑关系,就无法在课堂教学中有效地利用原有的化学知识开展融过程方法培养、情感态度价值观教育于一体的教学活动。
其次,是不能把握教材内容的重点和难点。教材的重点和难点是构成教材知识结构的基本骨架,若把握不住教材的重点和难点,将很难促进学生在原有认知结构基础上对新知识进行同化和顺应,不利于学生构建新的认知结构。如山东科技版化学教材必修1中有关物质的量浓度的教学,重点是理解物质的量浓度的概念,而配制溶液的实验,目的是帮助形成物质的量浓度的概念,而有的老师却按旧教材的要求,将重点放在了溶液配制的步骤、仪器的使用甚至误差的分析上。这无形中加重了学生的负担,违背了课标的要求。
再次,由于片面追求升学率,在新课标的化学教学中,依然存在着教学目标“应试化”、知识教学“考点化”现象,结果会肢解有关化学知识、模糊了化学知识的整体结构,更谈不上过程与方法、情感态度与价值观的教学,使化学教学一定程度上演变成了“解题化学”,有失去化学教学的多样性、生动性、实践性的危险。
1.2对学生的认知结构缺乏深入研究
学生的认知结构,是指学生头脑中现有知识的数量、清晰度和组织方式,它是由学生目前能回想出的事实、概念、命题、理论等构成的。学生的认知结构与教材的知识能力结构既有联系又有区别。学生的认知结构是在对教材知识能力结构的加工和理解的基础上,在头脑中形成的内化的知识结构。而部分教师不了解学生构建认知结构的过程,把学生的学习活动简单地看作是从未知到已知的探求过程。其实,高中学生已有一定的知识基础和思维能力,他们完全能够利用原有认知结构中的有关知识来同化新知识,以构建新的认知结构,即通过从已知到未知的方式去学习。因此在新课标的化学教学中,无论是章节体系还是具体的知识点,都可在教师引导下让学生通过以旧带新的方式去探索、去发现。还有一些教师对学生原有的认知结构不甚了解,无法按照学生的认知特点来设计教学过程。我们知道,教科书在编写时,虽考虑了知识的逻辑顺序、学生的认知顺序和该年龄段学生群体的心理发展顺序,但并不能顾及每个学生认知结构的差异。教师只有在充分了解施教班级学生的原有认知结构的基础上,才能在备课时根据学生的实际情况调整教学内容安排,设计出能为学生顺利接受的教学顺序。如山东科技版化学教材必修1中“碳的多样性”的教学,因初中教材不同版本对碳的知识介绍的程度不同,所以必须先了解学生初中所用教材版本,以及教材中对碳的介绍,才能有的放矢地进行该节的教学。
1.3对课堂的教学结构设计不合理
所谓教学结构,是教师在一定教育思想指导下,为完成既定的教学目标,对构成教学的诸要素(教学内容、学生、教师、教学环境)所设计的比较固定的简约化的组合方式及运作流程,是实施教学过程的途径和一整套方法论体系。常可见到以下几种设计不合理的现象。
一是机械地照搬教科书中化学知识的编排顺序,照本宣科,等于是在照教科书向学生硬灌知识。二是没有研究学生的实际情况,照抄现成的教案。在这两种情况下,教学结构很难起到协调教材知识结构与学生知识结构的作用,教师也只是成了知识的转述者,没有成为学生认知结构构建的有力促进者。三是不顾学生认知结构的构建过程与规律而硬性设计教学结构,只是按照旧教材的教学目标去设计,结果造成教学结构与学生的认知结构成了互不联系的两张皮。可以说,许多学校都存在这种现象:新课标课堂教学却按旧教材要求设计教案,甚至提出“一步到位”的高考水平教学目标,实际上化学教学是很难做到“一步到位”的。
2化学课堂教学结构的协调策略
课堂教学中的3种结构形态均有各自的规律(即知识序、思维序、教学序),要做到“三序合一”,把3种结构整合成为统一的有机体,关键是要优化课堂教学结构。因为教学结构发挥了桥梁和纽带作用,它决定了3种结构的协调程度。我们认为,要设计和实施优化的课堂教学结构,具体应注意以下几个问题。
2.1了解学生原有的认知状况
在新课标教材内容教学之前,教师要充分了解学生已有的认知状况,特别要注意研究原有认知结构中与新知识有密切关系的内容,这是选择和设计优化的教学结构的依据。奥苏贝尔认为;“从教学角度看,要研究学生认知结构的以下内容:①学生认知结构中能与新知识内容建立联系的有关概念;②学生认知结构中易与新知识内容产生混淆的概念;③认知结构中起固定点作用的概念是否稳定、清晰。”同时,在设计教学结构时,还必须充分考虑到学生认知结构的个性差异,从而针对学生的心理特点选择不同的教学结构,促进学生顺利地进行认知同化学习。
2.2充分利用原有的认知结构
奥苏贝尔在认知同化学习理论中提出:“在教学中对教师来说,重要的是在于使学生把新知识与头脑中已有的有关知识联系起来。只有把新的学习内容中的要素与已有认知结构别相关的部分联系起来,才能有意义地学习新内容。”为了充分利用原有认知结构对新知识的固定作用,在教学中可以设计先行组织者。如在山东科技版化学教材必修2进行“化学反应的快慢和限度”的教学时,我们用下列内容作为先行组织者:(1)将表面积大致相同的铜片、铁片、镁条分别放入盛有同浓度、同体积盐酸的试管1、2、3中,可观察到1中无气体生成,2中能产生气体,3中迅速产生大量气体。为什么?(2)为什么食品在冬季的保存时间要比夏季长?(3)硫分别在空气和纯氧中燃烧现象有何不同?为什么?(4)为什么蜂窝煤比块状的煤容易引燃,而且燃烧旺些?等等。这样可以帮助学生了解有哪些因素影响化学反应速率。
一般而言,先行组织者可以是拓宽原有认知结构或概括学生原有认知结构而提出的问题。
2.3整体把握教材的知识结构和能力结构
在新课标的化学教学中,教师要特别注意把握教材知识结构和能力结构的层次性和整体性,以帮助学生构建良好的认知结构。教师在呈现教材的知识结构和能力结构的过程中,要善于运用以下两种整合方式:一是抓知识的上、下位关系,构建起按包摄性由大到小排列的层次性知识结构;二是抓住并列与相关的知识间的横向联系,进行横向整合。要根据化学知识的结构和化学教材的知识编排特点,抓住知识的中心要领,统揽全局,打破章节界限,构建知识网络。如山东科技版化学教材必修1中,对第3、4章来说,第1章是方法平台,第2章是观念和理论平台,在第2章重点是树立正确的元素观、分类观和转化观,以便应用到后续教材的学习。再如第3章自然界中的元素,无论是碳的多样性,氮的循环,还是硫的转化,各节内容都采用了“从自然到化学,从化学到社会”和“从自然界到实验室,从实验室到社会生活”的思路,因此,就可让学生按此思路学习本章各节内容,并形成研究元素化合物的方法和思路。
2.4设计优化的教学结构
现代教育倡导培养学生的创新精神和实践能力,在课堂教学这一主阵地上必须突出素质教育,让学生生动活泼积极主动地发展。为做到这一点,优化课堂教学结构便是一个首要问题。优化的教学结构一般应包含以下几个主要环节:提炼原有认知结构,作为先行组织者,引发认知冲突,激起学生的探索心向;实行认知结构的同化和顺应,构建新的认知结构;运用新的认知结构解题,促进知识迁移。教师在充分研究和了解教材的知识结构和学生的认知结构基础上,才有可能设计出优化的教学结构。这种教学结构应体现“以生为本”的教学理念,运用先进教学技法和模式,使学生的主体地位、智能水平、科学精神等都得到有效巩固和提高。如针对学生和教师实际,结合新课程标准和新教材,以及我校老教材课堂教学改革的经验,我们提出了“问题探究式学案教学”的课堂教学模式并推广使用。它的基本策略为:以学生为主体,以问题为线索,以探究为基础,以问题解决为目的,以课时学案为依托,以能力培养为核心。其基本方式及教学设计意图如下:
情景导入:即课堂导入,目的是引起学生学习的兴趣。可选取与本课时内容联系密切的有关社会、生活、科技方面的材料或学生已学知识,利用多媒体等形式展示给学生。
然后,将每课时内容细分成若干探究点,按“问题探究----->归纳拓展----->迁移应用”3个过程学习各探究点。
问题探究:目的是通过课堂上师生对所设计问题进行讨论、探究,培养学生思维能力,这也是课程标准中过程与方法的具体体现。
归纳拓展:通过问题探究,要引导学生归纳出本知识点的主要内容,总结出学习本知识点的方法和规律,使学生能系统的掌握本知识点。
迁移应用:目的是通过例题、练习的训练与分析,巩固所学知识,提高解题能力。
概括整合:目的是对本节知识进行总结,回顾过程与方法,形成知识网络,树立正确的情感态度与价值观。
2.5及时调整课堂的教学结构
1. 1 结合专业需求,精简内容
经典的物理化学内容博大精深, “广而博”的教学思想对化学化工类重点院校来说尚且可以,但对于普通院校非化学专业来说要做到面面俱到基本不可能。我校制药工程专业的培养定位是应用型人才,导致的必然结果是理论学时的压缩,实践学时的增加。在“课时少、任务重”的情况下,“少而精”是必然选择。但“少而精”也不是随意的删减,而应紧紧结合专业需求,科学、合理地删减。
如减少热力学、电化学的内容,重点讲解相平衡、化学动力学、表面化学与胶体等与制药专业后续课程密切相关的部分。其实要做到物理化学与制药专业课程之间的完美融合并不是一件容易的事,需要化学教师通过多种渠道提高自身的药学知识储备,只有对制药专业课程有较深的认识,才有可能在教学中灵活把握,更好地有的放矢,使物理化学在后续课程中充分发挥作用。
1. 2 强化应用,弱化推导
物理化学公式推导繁琐是学生畏学的一个重要原因。对于化学专业学生来说,掌握这些理论公式的来龙去脉毋庸置疑,但对于制药专业学生来说,学习物理化学的目的不是从事理论研究,而是应用物化知识去解决药学领域中的专业问题,对结果的应用才是重中之重。因此,教学中应淡化公式推导,重点强调如何运用这些结论去解决实际中的问题。如热力学部分中,理想气体绝热可逆过程的过程方程式,熵函数( S) 、吉布斯函数( G) 和亥姆霍斯函数( A) 的定义,不同物质化学势的表达形式等都无需推导,直接给出即可。重点放在对这些公式和概念的应用上。特别像熵函数的引入是公认的教学难点,传统讲法都是从热机效率开始,由卡诺循环到卡诺定理,最后引出熵函数。对制药专业学生来说,只需给出熵函数的定义式即可,重点应放在如何计算ΔS 和应用熵判据判断变化方向。
1. 3 重视新内容,避免旧内容
在学时有限的情况下,教师要学会“做减法”,对在先行课程中学过的内容要少讲,避免重复。如适当删减无机化学中的化学平衡内容,大学物理中的热机内容。同时也要学会“做加法”,增加与专业结合紧密的物理化学内容,为后续课程做足准备。如,增加相图在药物分离及提纯中的应用介绍。利用低共熔相图原理改良药物剂型,当药物与载体以低共熔比例共存时,制成的药物具有均匀的微细分散结构,可大大改善其溶出速度,提高药物的吸收效果和生物利用度。再如,增加表面化学和胶体化学的介绍,这些内容虽然在物理化学课程体系中所占比例较小,但对制药专业至关重要,可为药物新剂型的开发提供理论指导。如微乳给药系统因其有增溶,促进吸收,提高生物利用度等优点,被广泛用于多种药物制剂的开发,因此在授课时增加有关微乳内容的介绍,使学生充分了解其形成原理和性质,以便将来在工作中去应用。
2 加强理论与生产生活的联系
制药专业学生对物理化学产生畏学的另一个原因就是不知道学习物理化学有何用途。这说明教学内容与实际应用之间的融合还不够,尤其是专业之间的融合不够。加强理论联系实际,不仅可以让学生轻松享受学习的乐趣,也可让学生明白学有所用的道理,这样才有可能将“要学生学”变为“学生要学”。
其实每一个新药的研发过程步步都离不开物理化学知识的指导。首先合成路线的选择,工艺条件的确定离不开热力学和动力学的指导; 其次药物的分离和纯化又需要相平衡的理论知识; 药物剂型的设计离不开表面和胶体知识的指导; 而药物在体内的代谢,合适的给药时间,药物的有效期等离不开动力学知识的指导,可以说药物从原料到产品到应用就是一个完美运用物理化学知识的过程。因此教学过程中,可以给出一个具体药物做合成目标,指导学生运用物理化学知识去设计合成路线,通过这些教学内容让学生切身体会到物理化学对本专业的重要性,从而摆脱物理化学对制药专业“无用”的帽子。同样,在教学过程中还可穿插一些生活中应用物理化学原理的实例,如冰上撒盐化冻,人工降雨等,通过对这些实例的介绍和分析,不仅可以强化学生对教学内容的理解,扩宽思路,提高分析解决问题的能力,还可以极大地提升学生的学习兴趣。
3 加强理论与科学前沿的联系
教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教学,没有灵魂的教学。坚持教学与科研相结合,是培养学生创新能力的主要途径,也是理论联系实际的重要环节。同时,教学与科研紧密结合,教研相长,也是提高教学效果的重要举措。
( 1) 热力学部分与科学前沿的结合。讲热力学部分测定化学反应热效应时,可以向学生介绍目前常用的量热技术在药学领域的应用。量热法可测定药物、赋形剂的稳定性,药物与赋型剂之间的兼容性,分析药物中无定形态的含量等。还可以定量地研究药物与细胞间的相互作用,获得药效、抑制率等方面的信息,对于药理学,临床医学、药物的合成与筛选等方面均具有重要的理论意义与实际价值。特别是采用微量热技术可以对肿瘤细胞的生长代谢进行研究,可探讨它的生产特点并找出其代谢规律,广泛用于药物对肿瘤的抑制以及肿瘤热疗新方法的研究。
( 2) 动力学与科学前沿的结合。讲动力学部分的阿仑尼乌斯公式求活化能时,可将其与现代热分析技术相联系,前者是将反应分别设置在多个不同固定温度下进行实验来获取活化能,后者是在程序升温或降温的条件下由一条或多条不同升温速率下实验得到的热分析曲线来求取动力学三因子,即活化能、指前因子、最可几机理函数。后者获得的动力学模型适用于定温和变温条件,适用范围比前者更广。
( 3) 相平衡与科学前沿的结合。讲单组分相图临界点时,可以介绍超临界萃取技术在药物提取方面的应用。它是集萃取与分离于一体的新型提取分离方法,利用物质在临界点附近的奇妙特性,将超临界流体做萃取剂,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来。该方法由于具有不破坏被提取成份活性的特点使其在纯天然有效组分的提取方面具有重要作用。
4 加强理论与人文科学的联系
物理化学理论深奥、晦涩难懂也是学生感觉物理化学难学的一个重要原因之一,如何才能深入浅出地讲好这门课是每一位物理化学教师都应不断思考的问题。通过多年的物理化学教学,笔者深切地感受到物理化学的许多观点都蕴含着丰富的人生哲理,教师在教学中应该把这些观点和体会引入课堂,这样不仅会营造轻松愉快的学习气氛,而且能传播人文精神,传递正能量,进而激发学生的学习兴趣。
例如在讲述热力学定律时,应该让学生明白,第一类永动机不能制成的原因是想不劳而获; 第二类永动机不能制成的原因是想一劳永逸,在现实中这两种思想都是要不得的。又如讲表面现象中的亚稳态时,过冷水没有结冰,过热水没有沸腾其原因是由于缺少晶种或汽化核心,因为在一个新相中形成一个旧相是不容易的。任何新生事物出现的初期都会面临很多质疑,就像阿仑尼乌斯在提出电离理论之初,曾受到许多科学泰斗的质疑和嘲笑,被认为简直是天方夜谭,但其最后成功了,所以新事物的出现都需要承受很多压力。作为新时代的年轻人,就应该要有这种敢于质疑,敢于冲破枷锁,不断探知新领域的精神。